JPS60129111A - ストレ−ナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、流体中に含まれる異物を除去するためのスト
レーナに係９、特にこし網の破損防止を施こしたストレ
ーナに関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕一般に、発電プ
ラントや化学プラント等においては、流体中に含まれる
異物を除去するためにストレーナが設けられている。例
えは、火力発電プラントや原子力発電プラントにおける
蒸気タービンや発電機等の軸受に多量の潤滑油を供給す
る軸受給油系統や、プラントの主要な弁や機器に制御用
或は駆動用として制御油を供給する制御油系統において
は、プラントの建設中や運転中、或は点検中等に、溶接
時のスパッタ、スラグ、或は切屑、錆等の異物が混入す
る場合がある。ところが、このような異物が各系統中に
混入した場合には、軸受内や主要な機器或は弁のシリン
ダ等の内部にその異物が流入することになシ、ひいては
軸受メタルや主要な機器或は弁のシリンダの損傷に至る
ような重大な事故となる。そこでこのような異物混入に
よる事故を防止するために、各系統内にはストレーナが
配設されている。

このような発電プラントにおける軸受給油系統および制
御油系統を第１図に示す。

図中、符号１は油タンクであって、この油タンク１内に
設けられたオイルタービン２よシ吐出された軸受給油用
の潤滑油は、軸受給油管３によシ油冷却器４を経て軸受
給油ストレーナ５に導かれる。しかして、こ〜で潤滑油
中の異物は除去され、軸受給油管６を経由して、蒸気タ
ービン７や発電！等の各軸受８に供給される。第１図に
おいて、軸受給油管６は軸受８からの戻夛管９の内部を
通した二重管栴造となっており、軸受８において潤滑を
終えた潤滑油は戻９管９を通って油タンク１に戻る。油
タンク１内に一時貯蔵された潤滑油はブースタポンプ１
０によυ加圧されて、蒸気タービン７と同軸上に設けら
れた主油ポンプ１１に主油ポンプ吸込管１２を経て供給
される。上記主油ポンプ１１によう加圧された潤滑油は
主油ポンプ吐出管１３ヲ通って、油タンク１内に設置さ
れたオイルタービン２に入９、再び減圧されて軸受給管
３を介して各軸受８に供給される。

一方、上記主油ポンプ吐出管１３の途中から制御油管１
４が分岐されておシ、主油ポンダ１１によって加圧され
た高圧の制御油が制御油管１４に供給され、その途中に
設けられた制御油ストレーナ１５で制御油中に含まれて
いる異物の除去が行なわれ、その後主蒸気止め弁１６の
如き多数の制御機器に供給される。また、各制御機器か
ら流出する使用済の制御油は、軸受給油系統管９に連結
されている油戻シ管１７を介して油タンク１に回収され
る。

以上のように、軸受給油系と制御油系は共通の油タンク
を有し、同一の潤滑油を使用した系統となっている。

ところで、上記両系統の途中に設けられているストレー
ナのストレーナ本体２０は、従来第２図に示すように、
入口管内径と合わせた円形からストレーナ本体頭部の形
状に合わせた長方形に形状を変化させた入口部２１と、
ストレーナ本体入口の流れ方向と直交する方向に位置す
る胴部２２と、出口管内径に合わせた出口部器とから構
成されている。

上記ストレーナ本体加の胴部２２内には、多孔板によっ
て形成された外側こし筒冴と、同様に多孔板によって形
成された内側こし筒５が同心状に内蔵せしめられておシ
、その外側こし部列の内面および内側こし筒５の外面に
は、それぞれこし胴部がビス２７等によって装着されて
いる。ところで、上記こし網局の上下端およびこし簡に
一周巻いた両端重合部は、網素線のほぐれ防止のため第
３図に示すように、−回折シ返してこし網固定バンド邦
およびポル）２９によって外側こし部列および内側こし
筒６にそれぞれ固定されている。

上記内外両こし簡の下端部は環状円板３０によって互い
に連結され、外側こし筒Ｕの頂端縁部がストレーナ本体
加の胴部ｎの上部内周部に係合支持されている。また内
側こし筒５の上部には磁石３１が取付けられておシ、そ
の上にこし筒等のストレーナエレメント全体の押えと取
手を兼ねた取手部３２が取付けられ、この取手部３２の
頂上部を入口部２１に装着された蓋３３で押え込むよう
にしてエレメント全体の固定が行なわれている。

そこで、上述の如きストレーナにおいては、入口部２１
から流入した異物を含んだ流体は、ストレーナ本体頭部
において一旦下向きに方向を変え、外側こし部列および
内側こし筒６間に流人し、この間内側こし筒ゐの上部の
磁石３１によシ流体中に含まれる被磁性異物が吸着され
、また磁石３１部を通過した異物は、両こし筒ス、２５
に固定されたこし網２６によって捕獲除去される。

ところで、上記ストレーナ本体においでは入口部２１は
管内径と同一の円形からストレーナ本体頭部の形状に合
わせた長方形に形状が変化しており、このため入口部２
１にはせ９１９部３４ができている。

そのため、ストレーナ本体に流入した潤滑油は、入口部
２１およびせり上り部３４を通過した後、この通過面積
を急激に拡大する流れとなシ、ストレーナ本体の中央部
付近を流れる主流は大流速となシ、ストレーナ本体内を
最短コースと思われるコースを通ってほとんど外側こし
筒かの出口部イ」近のみを通過して出口部器に向って流
出する。

また、ストレーナ本体の壁面近くでは流速が小であるた
め、第４図に示すように、主流とは逆の方向へ流れる逆
流が生じ、外側こし部上端部の入口側縁すなわち第４図
のＸ部において流れの剥離を生じ、この部分において逆
流や渦流を生ずる。

また、一旦外側こし網を通過した流れのうち、逆に外側
から元の内側に向かって流れる逆流も発生している。

一方、軸受給油ストレーナ５および制御油ストレーナ１
５は、第１図に示すようにそれぞれオイルタービン２或
は主油ポンプ１１の後流側に配置されている。このため
ストレ・−す内を流れる流体中には、ポンプやタービン
の羽根やピストン等のため、流体の外圧もしくは減圧し
たシする場合の圧力脈動が必ず発生する。

このように、第４図で示すＩＩ　Ｘ　１１部においては
、断続的に発生する渦や逆流、或は流体中に存在する圧
力脈動のため、こし網２６に振動が発生する。

こ〜で問題になっている１１部１部に発生している振動
は、完全にこし網の振動に対する強度に依存しており、
この振動を制止するためには耐振動強度が高い、つまシ
こし網素線径が大であや、網のメツシュ数が小さいこし
網を使用すればよいこととなる。しかしこの網メツシュ
数を小さくすることは一網目にしめる通過面積が太きい
荒い網となり、必然的に網を通過する異物の太ささも大
ぎなものとなシ、異物除去の目的からは不適当なものと
なる。

このように、こし網のメツシュ数の決定はこし網の下流
側に位置する機器の許容し得る流体中の異物の大きさに
よって決定されるものであって、前述の軸受給油系統等
に設けられるストレーナにおけるこし網のメツシュ数は
（資）メツシュ以上とされている。

しかして、上記こし網目体によって振動発生を防止させ
ることは不可能であり、前述の装置においては前記ＩＩ
　Ｘ　１１部の広域にわたって、こし網の振動が発生す
る。ところが、この振動が長期間繰返されると、振動の
程度にはよるが、こし網の破損が生じる可能性が十分あ
り、それにもとすいて重大な事故の発生を惹起すること
があシ、そのためこし網の破損は絶対に防止する必要が
ある。

こし網の振動およびこの振動により派生する破損を防止
するためには、第４図で示すＩｔ　Ｘ　１１部に発生す
る渦や逆流を防止し、流れの乱れによるこし網の振動を
防止すること、或はこし網の振動が発生しないように強
制的にこし筒とこし網を固定してしまうことの二つの方
法が考えられる。

しかし、前者の方法を採用する場合には、もともと流れ
方向が変わシまた流路が急拡大するような宿造のストレ
ーナでは、乱れのない流れにすることは不可能で、この
ような型式のストレーナ自体を否定１−ることになり、
前者の方法は採用できない。したがって、こし網の振動
を制止するには後者の方法を採用せざるを得ない。

そこで、こし網をこし筒に固着１−ろ手段として、第５
図に示すように、こし網２６の上下端に取付けたこし網
固定バンドあと同様のバンドをこし筒全体に数分割して
取付けることも提案されている。

この方法によると、単にこし網をこし筒にビス等により
固Ｎするものに比し、こし網を数分割するため網の振動
に関しては有利であるが、実除には入口部直下の周方向
全域にわたっては余り効果はなく、こし網Ｗ損に至る振
動はなお発生づ−る恐れがある。しかも逆にこし筒に複
数個の固定バンド２８が取付けられているため、ストレ
ーナ内の流れを乱す原因となり、また通過面積も減少せ
しめられ、ストレーナ自体の圧力損失値を増大させる結
果となる。

第６図は、ストレーナの圧力損失特性線図であって、ス
トレーナ内を流れる流量全横軸にとシ、各流量における
圧力損失値を縦軸にとっておシ、曲線ａは単にこし網を
ビス等によってこし筒に固着したものにおける圧力損失
特性を、また曲線すは固定バンドを使用したものの圧力
損失特性を示している。

そこで、両者とも圧力損失特性は流量の２乗に比例して
増加しているものの、固定バンドを多数使用したものは
他のもの（（比し、約１０％程度増加している。これは
前述のように、こし網固定バンドを取付けたことによる
通過面積の減少に伴なう圧力損失値の増加に伴なうもの
である。

以上の如く、従来のストレーナにおいては、流れの乱れ
や圧力脈動、およびこし網の強度等によシ、こし網の振
動はさけられず、この振動によってこし網の破損のおそ
れがある。またこの振動を制止するために従来から採用
されている固定バンドによる方法においても、振動の制
止はできず、こし網破損に対するおそれは殆ど改善する
ことはできない。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点に鑑み、こし網の振動を効果的に
制止して、こし網の振動による破損を防止することがで
きるとともに、ストレーナ自体の圧力損失値が低い値と
なるようにしたストレーナを得ることを目的とする。

〔発明の概要〕

不発明は、流体中に含まれる異物を除去するストレーナ
において、こし網の上流側および下流側に、こし網よシ
も強度が高く、素線径が太くてこし網よシ網目が荒い網
をそれぞれ積層し、この３層からなる網をこし筒のこし
網取付面に配設し、この３層の網におけるこし網の振動
が激しくなる部分をその他の部分よシ密な状態でこし筒
に固定したことを特徴とするものであって、目が荒い網
によってこし網の撮動制止作用および圧力損失低減作用
を行なわせるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について説
明する。なお図中第２図等の従来のものと同一部分には
同一符号を付しその詳細な説明は省略する。

第８図は本発明のストレーナの一実施例を示す縦断面図
であって、ストレーナ本体加を構成する入口部２１、胴
部ｎ、出口部囚および蓋お等は従来のものと同一であシ
、またストレーナエレメント部についても外側こし部属
、内側こし筒５、磁石３１および取手部３２等も従来の
ものと同一である。

ところで、外側こし部属の内面および内側こし筒６の外
面には、それぞれ目が荒い網３５、こし網あ、および目
が荒い網３７の３層からなる網が装着されている。すな
わち、第９図は上記外側こし部列部の拡大部分断面図で
あって、２枚の目が荒い網ア、３７０間に通常のこし網
あが挾持された状態に重合され、その３層が複数の周方
向に延びる固定バンド四およびビス２７等によシ外側こ
し部属の内面に装着されている。

上記３層の網３５　、３６　、３７の上下両端部、およ
び軸線方向重合部は、流体の流れのψにさらされた場合
にも金網端部のはぐれが生じないようにろう付けが施こ
されておシーまた固定バンドあけ、自由な状態では外側
こし部属の内径より太きく、その装着時にはその弾力罠
よってこし網３６等を外方に押圧し、３層の網をこし筒
Ｕの内面に全周にわたって密接するようにし、網の振動
およびその倣動の全面にわたる伝播作用が低減するよう
にしである。

こＮで、前記荒い網３５　、３７は素線径がおよそ０、
３２　ｍｍ　である１６メツシユの網とし、荒い網あは
こし網３６をこし筒から浮かせながらかつこし網３６の
補強作用を行ない、また荒い網３７はこし網３６の振動
制止用の補強網としである。筐た前記固定バンド路は、
流れの乱れの激しい部分が存在する外側こし筒上部にお
いてｌ′ｉ密に、下部には比較釣線になるように配設さ
れている。

ところで、一般にストレーナにおけるこし網の遠足は、
ストレーナ下流側機器の要求によシ決定されるため、こ
し網としては従来軸受給油用のもの等としては（資）メ
ツシュが使用されておシ、こし網の耐振強度が低いとい
う欠点があった。しかしながら、本発明においては前述
のように、耐振強度が高い荒い網を流れの上流側におぎ
、こし網の下流側には耐振強度が高く、かつ圧力損失の
低減を目的とする荒い網をおいて、この三層の網を一組
としてあたかも１枚のこし網のように使用したので、中
央に位置するこし網の振動が効果的に制止される。この
ようにそれぞれの目的に合った３種類の網を重ね合わせ
て使用することにより、こし網本来の目的の異物の除去
と、振動の制止という相反する目的を同時に達成可能と
している。

こ〜で最も懸念されるのは、こし網の上流および下流側
にこし網振動防止用の荒い網を取付けることによって生
じるストレーナのエレメント部通過面積の減少と、これ
に伴なう圧力損失特性の悪化についてである。

第７図は、こし網と下流側の荒い網を介しての多孔版表
面との隙間の距離を横軸にと９、一定味件のもとで流体
を流した時の圧力損失値を縦軸に取ったもので、曲線ｆ
は一定条件のもとでこし網と下流側の荒い網を介する多
孔板表面との隙間を変化させた時の圧力損失特性を示し
、曲線ｅは同条件のもとで第５図に示すような従来型式
のこし網と多孔板表面との間隙を変化させた場合の圧力
損失特性を示す。

第７図に示すグラフにおいて、圧力損失値１分はストレ
ーナの形状や内側、外側こし筒の多孔板および磁石等の
圧力損失値を示し、圧力損失値１１１分は多孔板から十
分離れた点におけるこし網のみの圧力損失値を示し、圧
力損失値ｎ分は多孔板およびこし網から十分に離れた点
におけるこし網振動制止用の荒い網のみの圧力損失値を
示している。

したがって、曲ｆｕ、ｆで示す、こし網とこし網振動制
止用の荒い網と多孔板の組合わせの場合の圧力損失特性
は、三者の間の距離が００時、実質の通過面積が最小と
なシ、圧力損失値は最大ｐを示している。以後三者間の
距離が広くなるにつれて圧力損失値は減少を続け、最終
的には三者が十分離れた点における圧力損失値（１＋ｍ
＋ｎ　）に近づいてくる。

一方、曲線ｅについても同様で、こし網と多孔板の組合
せ時の圧力損失特性は、三者の間の距離が００時実質の
通過面積が最小となシ、圧力損失値は最大値ｑを示して
いる。以後三者間の距離が広くなるにつれて圧力損失値
は減少を続け、最終的には三者が十分離れた点における
圧力損失値（１＋ｍ）に近づいてくる。

このような圧力損失特性を示す曲線ｆとｅにおいて、こ
し網と多孔板の間に荒い網をはさみ込み密着させた場合
、こし網と多孔板の表面との間の距離はｈとなり、この
時の曲線ｆにおける圧力損失値はｉを示している。一方
、こし網と多孔板との間に何も入れないで密着させた場
合には、こし網と多孔板の間のわずかな隙間はｊとなシ
、この時曲線ｅにおける圧力損失値はｋを示している。

以上第７図で示したように、本発明のストレーナの圧力
損失に対応する曲線ｆは、従来のストレーナの圧力損失
に対応する曲線ｅよシ全体的に圧力損失値は高くなって
いるものの、実際にはこし網を多孔板にし筒）よりｈだ
け離した本発明の型式の圧力損失値ｉは、こし網と多孔
板にし筒）との隙間が小さいｊだげ離した従来の型式の
圧力損失値により低い圧力損失値となっている。実際に
、第８図および第９図で示した本発明におけるストレー
ナの圧力損失特性は、第６図で示した流量に対するスト
レーナの圧力損失特性のグラフにおいて、曲１ｉｃで示
した特性を示している。

このように、第８図および第９図に示した本発明のスト
レーナの圧力損失特性は、第５図で示したような従来の
ストレーナにこし網固定バンドを取付けた型のストレー
ナの圧力損失特性より下まわり、なおかつ第２図および
第３図で示した従来のストレーナの圧力損失特性と殆ど
同一であるという特性を示している。

次に、こし筒にこし網を取付ける固定バンドに関して、
従来の固定バンドの配置方法は、こし筒の筒さを数等分
して配置しており、ストレーナのサイズの大小に関係な
く、固定バンド間寸法は約１００ｍｍ前後となっていた
。

ところが、こし網振動が発生し破損のおそれがある部分
（第４図におけるＩＩＸＩＩ部）がこし網固定バンドを
従来以上に必要としている部分で、その他の部分ではこ
し網の固定方法によらず振動の発生は少なく、固定方法
は従来通りでよい。したがって、こし網固定バンドの配
置は、振動の発生しやすい部分に密に配置し、その他の
部分には比較曲線に配置する。

具体的には、ストレーナのサイズや型式、内部を流れる
流体の種類、流速、こし網やこし網振動制止用の網の種
類等によって、固定バンドの配置は変ってくるが、次の
方法で固定バンド間の寸法を決定する。

第１０図において、こし網３６の素線径をｄとし、こし
網３６を固定する固定バンド路間の寸法なＬとし、固定
バンド路をこし筒に固定するためのビス２７０周方向の
ピッチをＷとする。こ〜で、こし網とその他の網のそれ
ぞれの素線径をｄ□、　ｄ２．　ｄ３とすると、上記素
線径ｄは一枚の網の索線径の曲げ剛性と等しくなるよう
に相当径ｄを決定する。

すなわち、 ｄ　＝　ｒｄ　’＋ｄ　’＋ｄ　’　請求？ｂル。

２Ｂ 上記ｄと、ＬおよびＷのそれぞれの関係を示すために、
第１１図に、固定バンド間寸法りを素線径または相当素
線径ｄで除した無次元量Ｌ／ｄを横軸にとり、流体がこ
し網に作用する力の代表として、流体の密度ρにストレ
ーナの入口流速の２乗の値■２　を乗じた値ρ・■２を
縦軸にとって、ρ・■２とし１とを乗じた値が一定の値
となるような関係を表す曲線ｇを示す。すなわち、第１
１図に示した関係を式に表わすと次式のようになる。

ρ・■２×Ｌ／ｄ−に こ〜で、Ｋは一定値を示す。

以上で示すような関係によって具体的にこし網固定バン
ド間寸法りやこし網の素線径ｄや入口流速■を決定する
。

この関係式における一定値には、下記に示す範囲でこし
網の振動に対する強度を十分高くすることができる。

Ｋ＝１１０Ｘ１０３〜１．５　Ｘ　１０３（Ｋｙ／ｍ”
）このに値で各位を決定する場合、Ｋ値が小である程こ
し網の剛性が高くなり、また固定バンド間寸法りが小と
なるような密な配置となシ、逆にＩ（値が大である程剛
性が低く固定バンドが疎な配置となる。したがって、本
発明においては、こし網の振動が発生し易い部分である
外側こし筒上部の入口側に対してに値が小である値を使
用し、その他の部分ではに値が犬である値を使用し２て
決定°ｆる。

また、固定バンドをこし筒に固定するビス等の周方向の
ピッチＷは、上記固定量寸法りの約１〜３倍の寸法とし
て、固定バンドとこし筒の間のこし網を十分に固定でき
る寸法とする。

なお、上記実施例においては、火力発電ブランドや原子
力発電プラント等に使用される軸受給油ストレーナおよ
び制御油ストレーナについて述べたが、その他のストレ
ーナについても適用できる。

また、固定バンドとしては周方向に延びるものに限定さ
れず、軸方向に延びる固定バンドを使用してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においてはこし網の上流側
および下流側に、こし網よりも強度が高く、素線径が太
くてこし網より網目が荒い網をそれぞれ積層し、この３
層の網をこし筒のこし網取付面に配設し、この３層の網
におけるこし網の振動が徴しい部分をその他の部分よシ
密な状態でこし筒に固定したので、こし網の両側の目が
荒い網がそれぞれこし網振動制止作用および圧力損失低
減作用を奏し、ストレーナ本体内における流れの乱れや
流体の圧力脈動によるこし網の振動に対して高い耐振動
性を示し、こし網の破損を防止でき、かつ圧力損失特性
も従来と同等まで低減せ１−めることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、火力発電プラントにおけるＮｌ１１１受給油
系統および制御油系統を示す系統図、第２図は上記系統
に使用されるストレーナの縦断面図、第３図は第２図に
おける外側こし前部の部分拡大図、第４図はストレーナ
内を流れる潤滑油の流れパターン説明図、第５図は従来
のストレーナにおけるこし網固定バンド装着状態説明図
、第６図は従来のストレーナと本発明のストレーナの圧
力損失特性線図、第７図は従来と本発明における多孔板
とこし網との隙間距離に関する圧力損失特性線図、第８
図は本発明のストレーナの縦断面図、第９図は本発明の
ストレーナにおける外側こし筒部の部分拡大断面図、第
１Ｏ図は固定バンドの取付状態説明図、第１１図はＬ／
ｄと流体のこし網に及ぼす力との関係を示″″ｆ線図で
ある。 茄・・・ス）Ｌ／−す本体、２１・・・入口部、２２・
・・胴部、乙・・・出口部、２４・・・外側こし筒、６
・・・内側こし筒。 四・・・固定バンド、３５　、３７・・・目が荒い網、
３６・・・こし網。 出願人代理人　猪　股　清 隼Ｊ閏 幕２　図 ３よ Ｊ（Ｊ 尾３　図 ２り Ｌ４　図 ８ 塾５　図 奉ろ図 本ε　図 ９ 本ｑ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体中に含まれる異物を除去するストレーナにおい
   て、こし網の上流側および下流側に、こし網よりも強度
   が高く、素線径が太くてこし網よシ網目が荒い網をそれ
   ぞれ積層し、この３層からなる網をこし筒の表面に配設
   し、この３層におけるこし網の振動が激しくなる部分を
   その他の部分よシ密な状態でこし筒に固定したことを特
   徴とするストレーナ。 ２．３層の網は、周方向に延びる複数個の固定バンドに
   よってこし筒に挟持固定されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のストレーナ。 ３、周方向に延びる固定バンドは、バネ鋼からなシ、そ
   の弾発力によって３層の網をこし筒面に圧接しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のストレーナ
   。 ４．３層の網は軸線方向に延びる複数個の固定バンドに
   よってこし筒に挟持固定されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のストレーナ。 ５．３層の網の上下両端および軸方向重ね合せ部はろう
   付けされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第４項のいずれかに記載のストレーナ。